基础与经典危机
经典物理
经典物理是大约 1900 年以前逐步建立起来的宏大理论体系,奠基于两项巍峨的成就:描述力如何驱动物质的牛顿力学,以及把电、磁与光统一为行进波的麦克斯韦电磁学。它们再加上热力学,解释了日常世界中极为广阔的一片天地——下落的苹果、环行的行星、电流,以及彩虹的颜色。
它对自然的描绘令人安心地确定。粒子在每一瞬间都有精确的位置与速度;若你把它们全都准确知晓,原则上便能毫无限度地预言未来。光是一种连续的波,能携带任意大小的能量,而像能量这样的量也能在一条平滑、不间断的范围里取任意数值。这个世界里没有什么是以不可分割的颗粒出现的。
这套框架宏伟壮丽,至今仍主宰着桥梁、卫星与电路。可一旦把它对准极小之物——原子、电子和一束束单独的光——它给出的答案就开始不仅是不够精确,而且明显荒谬。这些失败聚集在热辐射、原子的稳定性以及光的行为周围,量子力学正是从那场危机中诞生的。经典物理最好被看作并非错误,而是一套更深理论在大尺度下的极限。
Newton's mechanics + Maxwell's electromagnetism + thermodynamics
前量子时代的工具箱:对日常世界极为出色,却在原子尺度上失灵。
把经典物理称为「错的」太过苛刻。它在大物体、低速度的极限下依然精确;量子力学在那里必须重现它,这正是对应原理的内容。
又称
另见